情報システム工学科 平成17年度後期 「自主課題研究」
研究テーマ：鉱石ラジオの製作 3年 075番 坂本 洋平
１、目的
比較的身近な存在としてラジオを思いつい た。そこで、AMラジオを作ろうと思いました。
AM ラジオについて調べてみるといくつかの 種類の方式が見つかり、その中でもっとも簡単 な構造をしていた鉱石ラジオだったので、鉱石 ラジオの設計・製作をしようと思いました。こ の鉱石ラジオの製作を通して AM ラジオの受 信原理を理解すると共にものを作ることにな れることを目的とした。
２、回路の設計
鉱石ラジオは簡単な回路で C、L、Diode、
イヤホンだけで製作することができる。構造と しては、電波を受信するための同調回路とそれ を実際に音として聞くための検波回路に分か れている。同調回路としては、C と Lによる LC 共振回路を用いる。検波回路としては、
Diode と C を使った包絡線検波を用いる。各 素子の値はAM放送の周波数範囲から求める。
図 1 ラジオの回路図
３、アンテナの設計
AM受信機の受信アンテナとして、磁界で動 作するアンテナである棒状のフェライトにコ イルを巻いたバー・アンテナを用いることにし た。さらに、バー・アンテナを受信機の同調回 路のコイルと共用しようと考えた。そこで、基 地局をNHKと仮定して、学校で同調回路に受 信できる電圧を求めた。これによりコイルの面 積と巻き数の関係が求まるので、それより作成 するコイルの面積と巻き数を決定する。
４、実験
設計を元に各部品を作り、回路を組み立てる。
このときにダイオードやイヤホンの特性を測 定し、実験結果の検証を行う。
実際に製作したラジオでAMラジオを受信 できるか試してみる。はじめは、AM放送を受 信することができなかった。そこで、問題箇所 として、共振回路のQが設計値よりを小さく てうまくいかなかった。製作したバー・アンテ ナでうまく電波を受信することができなかっ た。Diodeの特性によりうまくいかなかった。
などと、主にこの3つが考えられた。
以上のことからアンテナをダイポール・アン テナに、Diodeをもっと低電流で導通するもの に変更した。これにより、ラジオを聴くことが でき、その視聴情況はMRO、NHK第1、第2、
北京放送だった。しかし、全体的に視聴状況が 悪く、回路の選択性が低いことが推測された。
５、改良
選択度を改善する方法としてコイルによる改 善とレシーバによる改善が考えられた。コイル による改善はインダクタと共に抵抗値も増加 するため反対に選択性が悪くなった。レシーバ による改善では選択性の改善は多少うまく行 ったが、共振周波数が設計値と実験値では結構 ずれていることがわかった。
６、まとめ
この自主課題研究を通して、物作りの難しさ を知った。今回製作した鉱石ラジオは単純な共 振回路と検波回路を組み合わせただけだった のだが、実際は電波を受信するためにアンテナ について考えたり、使用する素子の特性などさ まざまな要素について考えたりしなければな らなかったので、とても難しかった。また、設 計値と実験値の誤差の原因を考えることも難 しかった。さらに、計算上や知識的には簡単だ と思っているようなことでも実際に作業する とわからないことが多くあったので知識だけ のものを実際にやってみてその難しさを知る ことの大切さを学ぶことができた。
